CN102555234A - 一种纤维增强pbt复合材料的树脂膜熔融浸渍成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种纤维增强PBT复合材料的树脂膜熔融浸渍成型方法,其步骤如下:1)加工成型厚度为15~700μm的CBT树脂膜;2)在模具上依次铺放脱模布、CBT树脂膜、纤维增强材料和脱模布;3)在真空条件下将步骤2)得到的组件加热到180~225℃并保温5min~6h,使得CBT树脂膜中的CBT树脂熔融且完全浸渍所述纤维增强材料,同时CBT树脂聚合为高分子量的PBT,经冷却降温后脱模。该成型方法无需制备预浸带、可在低于PBT熔融温度的条件下成型、工艺简单易行、效率高、可成型大型构件;有益于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域,具体讲是涉及一种纤维增强PBT复合材料的树脂膜熔融浸渍成型方法。
背景技术
与热固性复合材料相比,热塑性复合材料具有环境友好、加工周期短和可回收等明显优势,并且可具有更好的综合性能,如:重量轻、抗冲击性能好、损伤容限高、比强度和比刚度高、可多次成型、可补塑及可焊接等特点。随着新技术的发展,热塑性复合材料的性能不断优化和提升,应用领域不断拓展。在众多的热塑性树脂基体中,聚对苯二甲酸丁二醇酯(简称:PBT)是一种综合性能优异的工程塑料,PBT具有较高的机械强度、突出的耐化学试剂性、耐热性和优良的电性能,因此PBT及其复合材料被广泛应用于电子、电气、汽车、家用电器等领域。纤维增强PBT复合材料具有良好的应用前景,有望应用到大型构件的制造中,如风能领域的风电叶片。
由于热塑性树脂通常粘性太高,其熔融粘度是热固性树脂的许多倍,因此热塑性复合材料制件主要采用热压成型、真空模压成型、缠绕成型、辊压成型、拉挤成型、真空袋模压成型等成型工艺制备。这些成型工艺大多用到热塑性预浸带,成型温度和成型压力较高,能耗较大,对模具设备的要求较苛刻,因此生产成本较高,尤其是在大型构件的规模化制造中受到限制。
环形对苯二甲酸丁二醇酯(Cyclic butylenes terephthalate,简称CBT)为不同低分子量环状齐聚物的混合物,它是以PBT为原料,用催化剂在溶液中将PBT裂解为短链的齐聚物,并闭合成环状得到的。CBT的特点是在加热的情况下,会变的像水一样,粘度很低,若加入催化剂即可在适当的温度下开环聚合成线性PBT,是通用PBT树脂分子量的两倍,并且在聚合过程中无反应热释放。CBT树脂的上述特点为纤维增强热塑性PBT复合材料的成型工艺提供了新的可能性。
发明内容
为了解决上述现有技术中的不足,本发明的目的是提供一种无需制备预浸带、可在低于PBT的熔融温度下成型、简单易行、效率高和可成型大型构件的纤维增强PBT复合材料的树脂膜熔融浸渍成型方法。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种纤维增强PBT复合材料的树脂膜熔融浸渍成型方法,包括步骤如下:
1)加工成型CBT树脂膜;
2)在模具上依次铺放第一层脱模布、由步骤1)成型的CBT树脂膜和纤维增强材料铺覆的浸渍层以及第二层脱模布;其中,浸渍层中的CBT树脂膜与纤维增强材料的铺放形式为顺序铺放或交替夹层铺放中任一种;
3)在真空条件下将步骤2)得到的组件加热到180~225℃并保温5min~6h,使得CBT树脂膜中的CBT树脂熔融且浸渍所述纤维增强材料,同时CBT树脂聚合为高分子量的PBT,经冷却降温得到所述纤维增强PBT复合材料。
上述步骤1)中,CBT树脂膜的加工方法具体操作为:先取CBT树脂在150~225℃温度下加热熔融后,加入占CBT树脂质量0%~5%的锡类催化剂,充分搅拌均匀成CBT树脂胶液且即刻将该树脂胶液浇注于预先铺设好的增强材料上;在所述加热熔融的温度下,用流延法或刮膜法使所述CBT树脂胶液浸透该增强材料并在其上形成一层树脂膜,然后立即降温冷却至110℃后形成所述CBT树脂膜,其厚度为15~700μm。
所用的CBT树脂的结构式为:
其中m=2~10。
本发明所用的CBT树脂,可选用型号为CBT100、CBT160或CBT200中任一种。
在CBT树脂膜加工成型过程中,如果用流延法,其具体操作为:将含有催化剂的CBT树脂胶液在180~225℃温度时浇注于相同温度的增强材料上,保持该浇注温度使其自动流延成膜;如果用刮膜法,其具体操作为:将含有催化剂的CBT树脂胶液在150~180℃温度时浇注于相同温度的增强材料上,人工或机械刮平成膜。
所用的增强材料为玻璃布、玻璃纤维毡或碳纤维布中任一种;所用的锡类催化剂为氯代单丁基锡酸、单丁基三异辛酸锡或二丁基二月桂酸锡中任一种。
上述步骤2)中,所用的纤维增强材料可以是玻璃纤维布或碳纤维布中任一种,也可以将两种纤维布复合使用。
上述步骤3)中,真空条件加热的具体操作为:
首先,在步骤2)浸渍层的周边至少一侧布放真空管路;真空管路的内管口位于浸渍层边缘70~100mm处,在真空管路与浸渍层边缘之间设置透气材料,透气材料一端覆盖真空管路的内管口,另一端隔着第二层脱模布与所述浸渍层的边缘搭接;
其次,用真空膜通过密封胶带将第二层脱模布至底部的模具周边包住且将其接口密封,使其内形成密闭空间;所述真空管路的外端和一与外设真空泵相接的主管连通;
再次,用真空泵通过真空管路将真空膜内形成的密闭空间抽成真空,然后将模具升温至180~225℃并保温5min~6h,CBT树脂膜中的CBT树脂熔融且完全浸渍所述的纤维增强材料中,同时CBT树脂聚合为高分子量的PBT;
最后,冷却降温得到所述纤维增强PBT复合材料。
利用本发明成型方法得到的纤维增强PBT复合材料,经检验测试,其中,PBT树脂的含量为25~70重量%,纤维增强材料的含量为30~75重量%。
由于采用了如上技术方案,本发明具有如下有益效果:1)与现有技术相比,本发明的纤维增强PBT复合材料成型方法无需制备预浸带,只需在一定温度下制备含有催化剂和一层增强材料的CBT树脂膜,然后将CBT树脂膜和增强材料在一定温度下真空袋压即可。简化了生产工序,有效降低了生产成本。2)在真空和高温作用下,CBT树脂膜熔融为低粘度的液体,快速浸渍纤维增强材料,同时自身聚合为高分子量的PBT。由于CBT树脂膜制备和复合材料的成型均在低于PBT的熔融温度—225℃左右的条件下实现,因此对模具和辅材的耐热性要求相对较低。3)该成型方法便于操作、简单易行、效率高、可成型大型构件;有利于推广应用。
具体实施方式
本发明的纤维增强PBT复合材料的树脂膜熔融浸渍成型方法,包括步骤如下:
1)加工成型CBT树脂膜;
2)在模具上依次铺放第一层脱模布、由步骤1)成型的CBT树脂膜和纤维增强材料铺覆的浸渍层以及第二层脱模布;其中,浸渍层中的CBT树脂膜与纤维增强材料的铺覆为顺序铺放形式或交替夹层铺放形式中任一种;
3)在真空条件下将步骤2)得到的组件加热到180~225℃并保温5min~6h,使得CBT树脂膜中的CBT树脂熔融且浸渍所述纤维增强材料,同时CBT树脂聚合为高分子量的PBT,经冷却降温得到所述纤维增强PBT复合材料。
上述步骤1)中CBT树脂膜的成型方法为:先将CBT树脂置于150~225℃的环境下加热熔融后,向其内加入0%~5%质量份数的锡类催化剂,充分搅拌,混合均匀成CBT树脂胶液,再将该CBT树脂胶液立即浇注在预先铺好的一层增强材料上,在150~225℃采用流延法或刮膜法制得树脂熔融浸渍工艺用的CBT树脂膜,并立即降温冷却,成型为CBT树脂膜,其厚度为15~700μm。
上述步骤2)中间夹设的CBT树脂膜和纤维增强材料顺序铺放是:在第一层脱模布上铺覆CBT树脂膜,在CBT树脂膜的上表面铺覆纤维增强材料后形成浸渍层,最后在纤维增强材料的上面再铺覆第二层脱模布;还可以采用另一种铺覆方式,即在第一层脱模布上依次铺覆一层CBT树脂膜、一层纤维增强材料、第二层CBT树脂膜成交替夹层形式铺放后形成浸渍层,再铺放第二层脱模布;上述两种方法可根据成型制品的厚度进行选择;
上述步骤3)在真空条件下加热的方式可采用任意的常规方法,本发明所用的最佳方法具体操作如下:
首先,在步骤2)浸渍层的周边至少一侧布放有真空管路;真空管路的内管口位于浸渍层边缘70~100mm处,在真空管路与浸渍层边缘之间设置透气材料,透气材料一端覆盖真空管路的内管口,另一端隔着第二层脱模布与该浸渍层的边缘搭接;
其次,用真空膜通过密封胶带将第二层脱模布至底部的模具周边包住且将其接口密封,使其内形成密闭空间;所述真空管路的外端和一与外设真空泵相接的主管连通;
再次,用真空泵通过真空管路将真空膜内形成的密闭空间抽成真空,然后将模具升温至180~225℃并保温5min~6h,CBT树脂膜中的CBT树脂熔融且完全浸渍所述的纤维增强材料中,同时CBT树脂聚合为高分子量的PBT;
最后,冷却降温得到所述纤维增强PBT复合材料。
在上述真空条件下加热的方式中,真空管路除可布设在浸渍层的一侧,也可根据成型件的大小在浸渍层的四周布设多个真空管路,每根真空管路和浸渍层边缘之间设置透气材料,以保证成型过程中浸渍层中的气体被有效排出。
上述的成型方法首先在一定温度下将含有催化剂的未聚合的CBT树脂胶液制成CBT树脂膜,然后将CBT树脂膜和纤维增强材料形成的浸渍层真空袋压并升温至CBT树脂的熔融温度以上,在高温作用下CBT树脂膜熔融成极低粘度的液体,并在真空的作用下迅速浸渍入纤维增强材料中,同时自身聚合为高分子量的PBT。
其中,CBT的结构式为:
其中m=2~10。
所用的CBT树脂可选用美国Cyclics 公司生产的型号为CBT100、CBT160或CBT200树脂;其中:CBT160树脂为已加入催化剂的树脂产品;CBT100和CBT200树脂为未加入催化剂的树脂产品。
所用的锡类催化剂可选用市售的氯代单丁基锡酸、单丁基三异辛酸锡或二丁基二月桂酸锡中任一种。
在CBT树脂膜中含有一层增强材料,以提高CBT树脂膜在复合材料成型工艺中的尺寸稳定性以及抗剪切、抗弯曲等力学性能;该增强材料可选用玻璃布、玻璃纤维毡或碳纤维布中任一种。
在CBT树脂膜的成型方法中,采用流延法的具体操作为:将温度为180~225℃、含有催化剂的CBT树脂胶液浇注在增强材料上,在180~225℃环境下进行自动流延成膜。
采用刮膜法的具体操作为:将温度为150~180℃、含有催化剂的CBT树脂胶液浇注在增强材料上,在150~180℃环境下人工或机械刮平成膜。
步骤2)中所用的纤维增强材料可选用市售的玻璃纤维布或碳纤维布中任一种,也可以是玻璃纤维布和碳纤维布的混合使用;所用的脱模布为常规工艺使用的脱模布。
步骤3)中的透气材料和由纤维增强材料与CBT树脂膜构成的浸渍层的边缘搭接宽度为5~50mm;该透气材料可选用透气毡或玻璃纤维织物,其中,透气毡为无纺聚酯或尼龙材质的透气毡。
用本发明树脂膜熔融浸渍成型方法成型的纤维增强PBT复合材料,可按照国家标准GB/T2577-2005《玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法》或GB/T3855-2005《碳纤维增强塑料树脂含量试验方法》进行检测,测出其中的PBT树脂的含量占总重量25~70%;纤维增强材料的含量占总重量30~75%。
以下结合具体实例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
实例1
步骤1),加工成型厚度为15μm的CBT树脂膜;具体操作为:将CBT160 加热到150℃保温,待CBT树脂完全熔融后,立即将CBT的胶液倒在铺好脱模布和一层面密度为260 g/m2的玻璃布的模具上,在150℃度刮制成膜,然后立即将模具断电冷却,降温至110℃以下脱模。
步骤2),在涂覆脱模剂的模具上依次铺放第一层脱模布、20层步骤1)成型的CBT树脂膜、2层面密度为630g/m2的玻璃纤维单向布和第二层脱模布; CBT树脂膜和玻璃纤维单向布顺序铺放且复合后形成浸渍层,CBT树脂膜和玻璃纤维单向布的尺寸均为350mm×450mm。
步骤3),在真空条件下加热步骤2)得到的组件,使得CBT树脂膜中的CBT树脂熔融且浸渍所述纤维增强材料,同时CBT树脂聚合为高分子量的PBT,经冷却降温得到所述纤维增强PBT复合材料。
真空条件下加热的具体操作为:
首先,在浸渍层宽度的一侧布放1根真空管路,真空管路和浸渍层边缘之间留有70mm的空隙,此处设置无纺聚酯透气毡连接真空管路内端口和浸渍层边缘,以保证成型过程中浸渍层内的气体能被有效排出,无纺聚酯透气毡隔着第二层脱模布和浸渍层边缘的搭接宽度为50mm;
其次,用真空膜将第二层脱模布至模具周边整体包覆住,再用密封胶带将真空膜的周边密封;真空管路的引出端由密闭的真空膜处伸出并和一与外设真空泵相接的主管连通;
再次,由真空泵通过真空管路将真空膜包覆的密闭空间内部抽成真空,待真空压力≤-0.095MPa时将模具升温至190℃,CBT树脂膜迅速熔融为低粘度的液体且同时完全浸渍玻璃纤维布,在190℃时保温30min完成聚合;
最后,降温冷却后得到厚度约为2.5mm的玻璃纤维增强PBT复合材料层合板。
按照国家标准GB/T2577-2005《玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法》进行检验,所制得的纤维增强PBT复合材料的层合板中,PBT树脂含量为25%;纤维增强材料含量为75%,该层合板内部无空隙、干斑等质量缺陷,层合板外观质量良好。
实例2
步骤1),加工成型厚度为300μm的CBT树脂膜;具体操作为:将CBT160 加热到170℃保温,待CBT树脂完全熔融后,立即将CBT的胶液倒在铺好脱模布和一层面密度为260 g/m2的玻璃布的模具上,在150℃刮制成膜,然后立即将模具断电冷却,降温至110℃以下脱模。
步骤2),在涂覆脱模剂的模具上依次铺覆脱模布、8层CBT树脂膜和4层面密度为630g/m2的玻璃纤维单向布和脱模布,2层CBT树脂膜和1层玻璃纤维单向布以交替夹层形式铺放;即铺2层CBT树脂膜,其上铺1层面密度为630g/m2的玻璃纤维单向布;在该层玻璃纤维单向布上表面铺第3、4层CBT树脂膜,再在其上铺第2层面密度为630g/m2的玻璃纤维单向布,以此类推,铺第5、6层CBT树脂膜和第3层面密度为630g/m2的玻璃纤维单向布;铺第7、8层CBT树脂膜和第4层面密度为630g/m2的玻璃纤维单向布后形成浸渍层;上述的CBT树脂膜和玻璃纤维单向布的尺寸均为350mm×450mm。
步骤3),在真空条件下加热步骤2)得到的组件,使得CBT树脂膜中的CBT树脂熔融且浸渍所述纤维增强材料,同时CBT树脂聚合为高分子量的PBT,经冷却降温得到所述纤维增强PBT复合材料。
真空条件下加热的具体操作为:
首先,在步骤2浸渍层的宽度一侧设置1根真空管路;该真空管路和浸渍层边缘之间留有100mm的空隙,真空管路和浸渍层边缘之间设有尼龙透气毡,以保证成型过程中浸渍层内的气体能被有效排出,尼龙透气毡隔着脱模布与浸渍层边缘的搭接宽度为5mm;
其次,用真空膜将铺覆有CBT树脂膜、玻璃纤维单向布和真空管路的模具整个包覆,再用密封胶带将其接口处密封粘接,使真空膜内形成密闭的空间;
再次,用真空泵通过留在真空膜外的真空管路外端口向模具内形成的密闭空间抽真空,待真空压力≤-0.095Mpa时启动模具加温装置,将模具升温至190℃,CBT树脂膜迅速熔融为低粘度的液体同时完全浸渍入玻璃纤维单向布中,保温30min完成PBT的聚合;
最后,降温冷却后得到厚度约为3.8mm的玻璃纤维增强PBT复合材料层合板。
按照国家标准GB/T2577-2005 (玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法)检验,所制得的纤维增强PBT复合材料的层合板中,PBT树脂含量为50%;纤维增强材料含量为50%,该层合板内部无空隙、干斑等质量缺陷,层合板外观质量良好。
实例3
步骤1),加工成型厚度为380μm的CBT树脂膜;具体操作为:将CBT100 在180℃加热熔融,加入0.1%质量分数为的氯代单丁基锡酸催化剂,充分搅拌,混合均匀后立即将得到的CBT树脂混合胶液倒在铺有脱模布和一层面密度为400g/m2的玻璃纤维毡的成型模具上,在180℃时,刮制成膜,然后立即将该成型模具断电冷却,降温至110℃以下脱模,完成上述CBT树脂膜的加工。
步骤2),在涂覆有脱模剂的模具上由下至上依次铺覆第一层脱模布、12层CBT树脂膜和4层面密度为630g/m2的玻璃纤维单向布和第二层脱模布;其中,3层CBT树脂膜和1层玻璃纤维单向布以交替夹层形式铺放,形成浸渍层;所用的CBT树脂膜和纤维布的尺寸均为1500mm×1500mm。
步骤3),在真空条件下加热步骤2)得到的组件,使得CBT树脂膜中的CBT树脂熔融且浸渍所述纤维增强材料,同时CBT树脂聚合为高分子量的PBT,经冷却降温得到所述纤维增强PBT复合材料。
真空条件下加热的具体操作为:
首先,在浸渍层的四周各布设有1根真空管路,真空管路和浸渍层边缘之间留有80mm的空隙,此处设置无纺聚酯透气毡连接真空管路内端口和浸渍层边缘,以保证成型过程中浸渍层内的气体能被有效排出,无纺聚酯透气毡无纺聚酯透气毡隔着第二层脱模布和玻璃纤维单向布的搭接宽度为50mm;
其次,用真空膜将整个铺覆有CBT树脂膜、玻璃纤维单向布和真空管路的模具包覆,再用密封胶带将其接口处密封粘接,使真空膜内形成密闭的空间;
再次,通过真空管路向真空膜包覆的密闭空间内抽真空,待真空压力≤-0.095Mpa时将模具升温至190℃,CBT树脂膜迅速熔融为低粘度的液体同时完全浸渍玻璃纤维布,保温1h完成聚合;
最后,降温冷却后得到厚度约为4.3mm的玻璃纤维增强PBT复合材料层合板。
若铺放的CBT树脂膜和纤维布的尺寸大于1500mm×1500mm时,还可以在浸渍层四周各布放有多根真空管路,每根真空管路的内管口与浸渍层边缘上通过设置的无纺聚酯透气毡将二者连接起来。
按照国家标准GB/T2577-2005(玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法)检验,所制得的纤维增强PBT复合材料的层合板中,PBT树脂含量为70%;纤维增强材料含量为30%,该层合板内部无空隙、干斑等质量缺陷,层合板外观质量良好。
实例4
步骤1),加工成型厚度为400μm的CBT树脂膜;具体操作为:将CBT100 在190℃加热熔融,加入1%质量分数的二丁基二月桂酸锡催化剂,充分搅拌,混合均匀后立即将得到的混合胶液倒在铺好脱模布和一层面密度为400g/m2的玻璃纤维毡的模具上,在190℃保温流延成膜,然后立即将模具断电冷却,降温至110℃以下脱模。
步骤2),在涂覆脱模剂的加热板上依次铺覆第一层脱模布、4层CBT树脂膜、4层面密度为630g/m2的玻璃纤维单向布、4层面密度为600g/m2的碳纤维单向布和第二层脱模布,每1层CBT树脂膜、1层玻璃纤维单向布和1层碳纤维单向布以交替形式铺放,形成浸渍层,CBT树脂膜和纤维布的尺寸均为350mm×450mm;
步骤3),在真空条件下加热步骤2)得到的组件,使得CBT树脂膜中的CBT树脂熔融且浸渍所述纤维增强材料,同时CBT树脂聚合为高分子量的PBT,经冷却降温得到所述纤维增强PBT复合材料。
真空条件下加热的具体操作为:
首先,在浸渍层宽度的一侧设置1真空管路,真空管路和浸渍层边缘之间留有90mm的空隙,真空管路和浸渍层之间设置玻璃纤维织物作为透气材料,以保证成型过程中浸渍层中的气体被有效排出,玻璃纤维织物透气材料隔着第二层脱模布和浸渍层边缘的搭接宽度为25mm;
其次,用真空膜将整个铺覆有第一层脱模布、由CBT树脂膜、交替铺放的玻璃纤维单向布、碳纤维单向布、第二层脱模布以及布设的真空管路和模具整体包覆,再用密封胶带将其接口处密封粘接,使真空膜内形成密闭的空间;
再次,通过真空管路向模具密闭空间内抽真空,待真空压力≤-0.095Mpa时将模具升温至210℃,CBT树脂膜迅速熔融为低粘度的液体同时完全浸渍纤维布,保温2h完成聚合;
最后,降温冷却后得到厚度约为4.6mm的碳玻混合纤维增强PBT复合材料层合板。
本实例中的纤维增强材料为碳纤维布和玻璃纤维布的混合使用,所制得的碳玻混合纤维增强PBT复合材料层合板中树脂含量的测试方法目前没有标准可循;该层合板内部无空隙、干斑等质量缺陷,层合板外观质量良好。
实例5:
步骤1),加工成型厚度为700μm的CBT树脂膜;具体操作为:将CBT200 在225℃加热熔融,加入0.1%质量份数的单丁基三异辛酸锡催化剂,充分搅拌,混合均匀后立即将得到的混合胶液倒在铺好脱模布和一层面密度为100g/m2的碳纤维布的模具上,在225℃流延成膜,然后立即将模具断电冷却,降温至110℃以下脱模。
步骤2),在涂覆脱模剂的模具上依次铺覆脱模布、4层CBT树脂膜和8层面密度为600g/m2的24K碳纤维单向布和脱模布,每1层CBT树脂膜和2层碳纤维单向布以交替形式铺放,形成浸渍层,CBT树脂膜和碳纤维单向布的尺寸均为350mm×450mm;
步骤3),在真空条件下加热步骤2)得到的组件,使得CBT树脂膜中的CBT树脂熔融且浸渍所述纤维增强材料,同时CBT树脂聚合为高分子量的PBT,经冷却降温得到所述纤维增强PBT复合材料。
真空条件下加热的具体操作为:
首先,在浸渍层宽度相对两侧各设有1根真空管路,真空管路和浸渍层边缘之间留有70mm的空隙,真空管和浸渍层之间设置无纺聚酯透气毡,以保证成型过程中浸渍层中的气体被有效排出,无纺聚酯透气毡隔着第二层脱模布和浸渍层的搭接宽度为10mm;
其次,用真空膜将整个铺覆有CBT树脂膜、碳纤维单向布和真空管路的模具包覆,再用密封胶带将其接口处密封粘接,使真空膜内形成密闭的空间;
再次,通过真空管路向模具密闭空间内抽真空,待真空压力≤-0.095Mpa时将模具升温至190℃,CBT树脂膜迅速熔融为低粘度的液体同时完全浸渍碳纤维单向布,保温6h完成聚合;
最后,降温冷却后得到厚度约为3mm的碳纤维增强PBT复合材料层合板。
按国家标准GB/T3855-2005 (碳纤维增强塑料树脂含量试验方法)检验,所制得的碳纤维增强PBT复合材料的层合板中,PBT树脂含量为40%;碳纤维增强材料含量为60%,该层合板内部无空隙、干斑等质量缺陷,层合板外观质量良好。
上述实例中,步骤3)中的冷却降温温度均至180℃以下。
在具体实施过程中,CBT树脂膜的厚度可通过改变CBT树脂量、增强材料的厚度以及刮板高度等进行调节,不受上述实例数值的限制。
最后成型的纤维增强PBT复合材料中,纤维含量的多少可通过改变CBT树脂膜和纤维增强材料的用量比例进行调节,不受上述实例数值的限制。
Claims (9)
1.一种纤维增强PBT复合材料的树脂膜熔融浸渍成型方法,包括步骤如下:
1)加工成型CBT树脂膜;
2)在模具上依次铺放第一层脱模布、由步骤1)成型的CBT树脂膜和纤维增强材料铺覆的浸渍层以及第二层脱模布;其中,浸渍层中的CBT树脂膜与纤维增强材料的铺放形式为顺序铺放或交替夹层铺放中任一种;
3)在真空条件下将步骤2)得到的组件加热到180~225℃并保温5min~6h,使得CBT树脂膜中的CBT树脂熔融且浸渍所述纤维增强材料,同时CBT树脂聚合为高分子量的PBT,经冷却降温得到所述纤维增强PBT复合材料。
2.如权利要求1所述的树脂膜熔融浸渍成型方法,其特征在于:步骤1)所述CBT树脂膜的加工成型的具体操作为:先取CBT树脂在150~225℃温度下加热熔融后,加入占CBT树脂质量0%~5%的锡类催化剂,充分搅拌均匀成CBT树脂胶液且即刻将该树脂胶液浇注于预先铺设好的增强材料上;在所述加热熔融的温度下,用流延法或刮膜法使所述CBT树脂胶液浸透该增强材料并在其上形成一层树脂膜,然后立即降温冷却至110℃后形成所述CBT树脂膜,其厚度为15~700μm。
4.根据权利要求3所述的树脂膜熔融浸渍成型方法,其特征在于,所述CBT树脂的型号为CBT100、CBT160或CBT200中任一种。
5.根据权利要求4所述的树脂膜熔融浸渍成型方法,其特征在于,所述增强材料为玻璃布、玻璃纤维毡或碳纤维布中任一种。
6.根据权利要求4所述的树脂膜熔融浸渍成型方法,其特征在于,所述锡类催化剂为氯代单丁基锡酸、单丁基三异辛酸锡或二丁基二月桂酸锡中任一种。
7.根据权利要求4所述的树脂膜熔融浸渍成型方法,其特征在于,所述流延法是指:将含有催化剂的CBT树脂胶液在180~225℃温度时浇注于相同温度的所述增强材料上,自动流延成膜;所述刮膜法是指:将含有催化剂的CBT树脂胶液在150~180℃温度时浇注于相同温度的所述增强材料上刮平成膜。
8.根据权利要求1~7任一项所述的树脂膜熔融浸渍成型方法,其特征在于,步骤2)所述的纤维增强材料选用玻璃纤维布、碳纤维布中任一种或两种纤维布的混用。
9.根据权利要求8所述的树脂膜熔融浸渍成型方法,其特征在于,步骤3)得到的所述纤维增强PBT复合材料中的PBT树脂含量为25~70重量%;纤维增强材料含量为30~75重量%。
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